有線數字電視網絡接入技術探討
科學論壇
作者：呂衛
[摘 要]本文結合多年工作經驗，對有線數字電視網絡接入技術談一些看法。
[關鍵詞]有線數字電視；網絡；接入技術
中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0319-01
有線數字電視網絡，是在充分利用計算機寬帶網的設施基礎上，以家用電視機作為主要終端設備，集互聯網、多媒體、通信等多種技術於一體，並通過某種互聯網協議向家庭電視用戶提供交互式數字多媒體服務的新技術。本文結合多年工作經驗，對有線數字電視網絡接入技術談一些看法。
一、接入網的概念
接入網，英文縮寫AN，過去被稱為用戶線，是用來連接用戶終端設備CPE和本地交換局LE或CD的線路。真正的接入網與用戶線是截然不同的，它不僅能傳送用戶信息，而且還具備複用、擁塞控製、交叉連接和管理功能是信息高速公路的“最後1km”。有線數字電視接入網的種類有很多，有銅線電纜接入、HFC接入、以太網接入、光纖接入等方式。無論采用哪種方式接入網都朝著數字化、寬帶化、智能化、綜合化和雙向交互式方向發展。
二、有線數字電視接入網技術
1、銅線電纜接入技術
銅線電纜接入是傳統電話網與有線電視網采用的主要接入方式，傳統有線電視網是一個以同軸電纜為傳輸媒介的單向傳輸的樹狀總線式廣播網絡，不能實現多媒體寬帶接入的功能。而以銅質雙絞線為傳輸媒介的電話網在網絡結構與用戶規模上具有一定優勢，但由於受信號傳輸帶寬的限製，影響了它在多媒體寬帶接入中的應用。近年來，以銅質雙絞線為傳輸媒介的數字用戶環路技術飛速發展，銅線電纜已成為寬帶接入的一種可行方式。銅線電纜接入技術主要有不對稱數字用戶線（ADSL）技術、高速數字用戶線（HDSL）技術、甚高比特率數字用戶線（VDSL）技術等。
2、HFC接入技術
HFC（HybridFiberCoaxial）網是指光纖同軸電纜混合網，即傳輸介質采用光纖與同軸電纜混合組成的接入網，在實際應用中，通常采用光纖到服務區，並組成星狀或環狀結構，而在進入用戶的“最後1公裏”采用同軸電纜。
HFC網是一種新型的寬帶網絡，它融數字與模擬傳輸為一體、集光電功能於一身。在HFC網絡上可同時開通多個頻道的模擬廣播電視節目以及大量的數字交互式電視節目，並能提供高速數據傳輸服務、信息增值業務以及電話業務，為電信網、計算機網、廣播電視網的三網合一提供可行的實現方案。光纖具有頻帶寬、對信號衰減小、不易受外界幹擾等特點，但光纖直接入戶費用較高，因此采用HFC網是比較經濟實用的選擇。
HFC技術在數字電視有線網絡中應用非常廣泛，有線電視信道進行：HFC雙向改造後可提供雙向數據服務。此外，數據壓縮技術與高效數字調製技術在HFC網上的應用，大大拓展了有線電視網絡的頻道容量和多功能服務能力，由於在一個常規模擬電視頻道中可傳輸8～10套經壓縮編碼的標準數字電視節目，因而有線電視網具備了開展300～400套數字電視節目以及視頻點播（VOD）等視頻業務的能力，同時采用其他的先進技術還可以實現在有線電視網絡中傳送數據、話音以及因特網接入服務。
3、以太網接入技術（Ethemet）
以太網（Ethernet）是一種總線局域網，它采用CSMA/CD介質訪問控製方法，是目前應用最廣泛的局域網傳輸方式，隨著類型與傳輸速率的巨大變化，其實用協議已經從IEEE802.3的10Base-T轉向快速以太網100Base-T以及千兆位以太網1000Base-T。以太網的幀格式與IP一致，因而特別適合於傳輸IP數據。以太網技術將IP包直接封裝到以太網幀中，是目前與IP網絡配合最好的協議之一，它以變長幀來傳送變長的IP包。隨著因特網技術的迅速發展，以太網寬帶接入已經日益成為多媒體寬帶接入的理想選擇。
以太網由局側設備和戶側設備組成，傳輸介質可以用粗同軸電纜，也可以用細同軸電纜，還可以用雙絞線。快速以太網的標準是IEEE802.3委員會的100BASE—T，可以提供100_Mbit/s的傳輸速率。在現有的以太網中加入一個交換式集線器，就構成了交換式以太網、交換式集線器為用戶提供專用的以太網連接，使用戶能獨占係統帶寬，提高傳輸速率。通常局端設備位於小區內，用戶端設備位於居民樓內，也可以是局端設備位於商業大樓內，而用戶端設備位於樓層內。其中局端設備提供與IP骨幹網的接口，用戶端設備則提供與用戶終端計算機相連的10/100Base-T接口。局端設備具有彙聚用戶端設備網管信息的功能，它還支持對用戶的認證、授權、計費以及用戶IP地址的動態分配。而用戶端設備隻有鏈路層功能，它工作在複用器方式下，各用戶之間在物理層和鏈路層相互隔離，從而保證用戶數據的安全性。此外，用戶端設備可以在局端設備的控製下動態改變其端口速率，從而保證用戶的最低接入速率，限製其最高接入速率，以支持業務的QoS保證。為保證設備的安全性，局端設備與用戶端設備之間采用邏輯上獨立的內部管理通道。局端設備不同於路由器，路由器維護的是端口一網絡地址映射表，而局端設備維護的是端口一主機地址映射表；而用戶端設備也不同於以太網交換機，以太網交換機隔離單播數據幀，不隔離廣播地址的數據幀，而用戶端設備僅僅實現以太網幀複用與解複用功能。